Имитационная модель многоканальной смо

Блоки ENTER и LEAVE - основа моделей простейших многоканальных СМО.

Пример 2. В порту 40 электропогрузчиков, работающих по 8 часов каждый из шести дней недели. Время их наработки на отказ составляет 150±23 часа. В ремонтной мастерской трое рабочих одновременно обслуживают три электропогрузчика за 5±3 часа. В силу возможного выхода из строя погрузчика, имеется резерв - 3 машины. Выполнить моделирование за 1,5 года (4 недели в месяце).

Определить загрузку рабочих и среднее число машин в резерве. Моделируемая система изображена на рисунке 5. Ремонтную мастерскую, где три рабочих места, и площадки, где работают 40 электропогрузчиков, удобно моделировать многоканальными устройствами, а сами машиныю - транзактами. Предположим, что все площадки заняты, тогда машины из резерва не могут войти в многоканальное устройство и ожидают а очереди. Как только электропогрузчик нарабатывает на отказ, он освобождает площадку, поступает в очередь на ремонт, а его место занимает резервная машина. После ремонта погрузчики поступают в резерв, т. е. в очередь. Таким образом, в модели «циркулируют» 43 машины-транзакта. Соответствие объектов системы и GPSS рассмотрено в таблице 1. Формализованная схема объекта моделирования представлена на рисунке 6.

Рисунок 5 - Схема многоканальной СМО

Рисунок 6 - Формализованная схема объекта моделирования

Таблица 1

Объект порта	Объект GPSS	Символическое имя
Электропогрузчик	Транзакт первого сегмента
Таймер	Транзакт второго сегмента
Рабочие площадки	Многоканальное устройство	RABPL
Ремонтная мастерская	Многоканальное устройство	REMM
Резерв	Регистратор очереди	REZ

Блок-схема изображена на рисунке 7.

Программа модели дана ниже:

RABPL STORAGE 40

REMM STORAGE 3

* СЕГМЕНТ 1

GENERATE ,,,43

NNN QUEUE REZ

ENTER RABPL

DEPART REZ

ADVANCE 150,23

LEAVE RABPL

ENTER REMM

ADVANCE 5,3

LEAVE REMM

TRANSFER , NNN

* СЕГМЕНТ 2

GENERATE 3456

TERMINATE 1

*

START 1

Рисунке 7 - Блок-схема модели

Протокол работы модели:

START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES

0.000 3456.000 12 0 2

NAME VALUE

NNN 2.000

RABPL 10000.000

REMM 10001.000

REZ 10002.000

LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY

1 GENERATE 43 0 0

NNN 2 QUEUE 939 1 0

3 ENTER 938 0 0

4 DEPART 938 0 0

5 ADVANCE 938 40 0

6 LEAVE 898 0 0

7 ENTER 898 0 0

8 ADVANCE 898 2 0

9 LEAVE 896 0 0

10 TRANSFER 896 0 0

11 GENERATE 1 0 0

12 TERMINATE 1 0 0

QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY

REZ 3 1 939 274 1.709 6.289 8.881 0

STORAGE CAP. REM. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY

RABPL 40 0 0 40 938 1 39.789 0.995 0 1

REMM 3 1 0 3 898 1 1.291 0.430 0 0

FEC XN PRI BDT ASSEM CURRENT NEXT PARAMETER VALUE

30 0 3459.387 30 8 9

8 0 3459.428 8 5 6

38 0 3459.471 38 8 9

26 0 3460.365 26 5 6

11 0 3476.849 11 5 6

3 0 3477.206 3 5 6

37 0 3477.275 37 5 6

23 0 3478.583 23 5 6

10 0 3485.381 10 5 6

1 0 3491.323 1 5 6

34 0 3492.142 34 5 6

41 0 3498.738 41 5 6

40 0 3502.974 40 5 6

15 0 3503.302 15 5 6

7 0 3504.859 7 5 6

35 0 3510.468 35 5 6

25 0 3510.471 25 5 6

6 0 3512.132 6 5 6

13 0 3512.445 13 5 6

4 0 3515.756 4 5 6

33 0 3515.977 33 5 6

14 0 3517.086 14 5 6

39 0 3539.546 39 5 6

19 0 3544.238 19 5 6

9 0 3545.938 9 5 6

31 0 3546.961 31 5 6

20 0 3548.761 20 5 6

36 0 3550.342 36 5 6

24 0 3563.531 24 5 6

21 0 3571.588 21 5 6

22 0 3571.753 22 5 6

12 0 3575.535 12 5 6

17 0 3575.660 17 5 6

32 0 3577.329 32 5 6

5 0 3581.143 5 5 6

28 0 3584.221 28 5 6

16 0 3584.850 16 5 6

42 0 3588.233 42 5 6

44 0 3589.513 44 5 6

27 0 3590.398 27 5 6

43 0 3598.398 43 5 6

18 0 3606.947 18 5 6

45 0 6912.000 45 0 11

В итоге прогона загрузка рабочих составляет 0,430, а в резерве - в среднем 1,709 электропогрузчиков.

ЗАДАНИЕ

В модели, построенной при выполнении лабораторной работы №4, нужно учесть то, что, получив справку у оператора ПК, а затем книги у библиотекаря, все читатели работают в читальном зале Rr часов. Такова основная линия перемещения читателей по библиотеке. Но согласно указанной в варианте схеме движения (Табл.5) некоторые читатели заходят в отдел абонемента, другие посещают зал периодики, читают газеты в холле библиотеки и т.п.

Необходимо (в соответствии с вариантом задания) дополнить модель работы объекта из предыдущей лабораторной работы подробным и четким описанием перемещения всех групп читателей по отделам и залам библиотеки. Провести моделирование в течение заданного в предыдущей лабораторной работе R- часового рабочего дня и ответить на предложенные вопросы.

Результаты, полученные при моделировании, трактовать в терминах работы библиотеки.

ДОПОЛНЕНИЯ К ОПИСАНИЮ ОБЪЕКТА МОДЕЛИРОВАНИЯ

Библиотека университета предоставляет читателям для работы несколько отделов и залов, имеющих определенное число мест:

- читальный зал - для работы студентов,

- зал дипломного проектирования - для работы дипломников и аспирантов с нормативными документами, научными отчётами, действующими стандартами,

- преподавательский зал – для работы научных сотрудников и преподавателей,

- зал периодики – для работы с научно-техническими изданиями (журналами, сборниками статей и тезисов),

- отдел специального фонда, который имеет свой читальный зал, библиотекаря и хранилище, где собраны редкие научные издания в одном экземпляре, литература служебного пользования для читателей, имеющих к ней доступ,

- абонементные отделы: научно-технический и художественный, где можно получить литературу для работы дома,

- огромный холл, в котором оборудованы места для чтения газет и установлен аппарат для ксерокопирования.

Вопросы, на которые необходимо ответить в процессе моделирования, приведены ниже.

Согласно варианту ответить на указанные вопросы и определить:

1. среднее время, проведенное студентами в очередях;

2. среднее время, проведенное аспирантами в очередях;

3. среднее время, проведенное заочниками в очередях;

4. среднее время, проведенное дипломниками в очередях;

5. среднее время, проведенное читателями в очередях;

6. необходимое количество мест в читальном зале;

7. необходимое количество мест для чтения газет в холле;

8. необходимое количество мест в зале периодики (специального фонда);

9. необходимое количество мест в преподавательском зале;

10. необходимое количество мест в зале дипломного проектирования;

11. максимальное число студентов, одновременно стоящих в очередях;

12. максимальное число аспирантов, одновременно стоящих в очередях;

13. максимальное число заочников, одновременно стоящих в очередях;

14. максимальное число дипломников, одновременно стоящих в очередях;

15. максимальное число всех читателей, одновременно стоящих в очередях;

16. достаточно ли Ur мест в читальном зале;

17. достаточно ли Ur мест для чтения газет;

18. достаточно ли Ur мест в зале периодики;

19. достаточно ли Ur мест в преподавательском зале;

20. достаточно ли Ur мест в зале дипломного проектирования;

21. достаточно ли Ur мест в зале спец. фонда;

22. достаточно ли одного аппарата ксерокопирования;

23. может ли один оператор ПК обслужить всех вошедших читателей.

24. может ли один библиотекарь обслужить всех вошедших читателей.

25. сколько человек посетили читальный зал;

26. сколько человек посетили зал периодики;

27. сколько человек посетили отдел абонемента;

28. сколько человек посетили отдел специального фонда;

29. сколько человек посетили зал дипломного проектирования;

30. сколько человек посетили преподавательский зал;

31. среднее время нахождения студентов в библиотеке;

32. среднее время нахождения аспирантов в библиотеке;

33. среднее время нахождения заочников в библиотеке;

34. среднее время нахождения дипломников в библиотеке;

35. среднее время нахождения читателей в библиотеке;

36. среднее время нахождения преподавателей в библиотеке;

37. среднее время нахождения научных сотрудников в библиотеке;

38. максимальное количество посетителей в зале периодики (спец. фонда);

39. максимальное число читателей, находящихся в библиотеке;

40. максимальное число читателей, находящихся во всех отделах библиотеки;

41. среднее время обслуживания (оператором и библиотекарем) студентов;

42. среднее время обслуживания (оператором и библиотекарем) аспирантов;

43. среднее время обслуживания (оператором и библиотекарем) заочников;

44. среднее время обслуживания (оператором и библиотекарем) дипломников;

45. среднее время обслуживания (оператором и библиотекарем) всех читателей;

46. среднее число читателей, одновременно работающих во всех залах;

47. среднее число читателей, находящихся в залах периодики и/или спецфонда

48. среднее число читателей, находящихся в холле:

49. количество читателей, которым не нашли нужных книг;

50. максимальное число читателей, одновременно находящихся в холле.

Дополнительная схема движения некоторой группы читателей в библиотеке выбирается согласно заданному варианту (Табл. 5); остальные читатели, получив книги, направляются работать в читальный зал на указанное время, после чего уходят из библиотеки.

А – Pr процентов читателей, получив листы-требования, идут в отдел абонемента, там им выдают книги за Tr минут и они уходят из библиотеки;

Б - Pr процентов вошедших студентов сначала направляются в читальный зал на Rj часа, после этого обращаются к столу справок; получают листы-требования, а книги берут в абонементном отделе за Tr минут, после чего уходят из библиотеки;

В – вошедшие аспиранты (заочники, дипломники) идут работать на Rj часа в зал периодики, потом уходят из библиотеки;

Г - Pr процентов вошедших в библиотеку студентов сначала читают газеты в холле Tr минут, а только потом подходят к столу справок, получают листки-требования, затем книги, а потом работают в читальном зале как все остальные студенты;

Д - Pr процентов вошедших дипломников, которые начинают заходить в библиотеку после 12 часов каждые 2–7 минут (либо указанного времени в предыдущей работе), берут у библиотекаря книги и идут работать на Rj часа в зал дипломного проектирования, остальные направляются в научно-технический отдел на Tr минут;

Е – Pr процентов получивших книги читателей до работы в читальном зале ксерокопируют несколько страниц в течение Tr минут;

Ж – пятая часть читателей, получив лист-требование и книги, поработав в библиотеке, перед уходом 5- 25 минут читают газеты и журналы в холле;

З – треть получивших книги студентов (либо заочников) после работы в читальном зале направляются работать в зал периодики, где проводят Rj часа;

И – десятая часть всех читателей перед уходом из библиотеки в течение 0,5-3 минут ксерокопируют несколько страниц из книг;

К - Pr процентов вошедших читателей пользуются Tr минут услугами ксерокопирования и уходят из библиотеки, остальные по общей схеме направляются к столу справок, получают книги и остаются работать в библиотеке;

Л – треть всех читателей после завершения работы в читальном зале направляются в отдел абонемента, где ожидают выдачи книг 2-5 минут;

М – Pr процентов вошедших в библиотеку читателей сразу же идут работать в читальный зал на Tr минут, не обращаясь за справкой и книгами;

Н – половина вошедших научных сотрудников, которые заходят в библиотеку с интервалом в 7-20 минут, направляются сразу к библиотекарю, получают книги за 8-20 секунд, а затем на Rj часа идут работать в преподавательский зал, остальные на 20-40 минут идут работать в зал периодики;

О – фонд университетской библиотеки ограничен, поэтому пять процентов читателей после поиска информации не находят требуемых книг и покидают библиотеку;

П - две трети из всех вошедших в библиотеку преподавателей сначала в холле читают газеты, затем направляются в отдел спец. фонда (либо в научно-технический отдел) на Rj часа, остальные идут в преподавательский зал на 0,5 - 1,5 часа. Преподаватели заходят в библиотеку после 13 часов с интервалом Tr минут;

Р – Pr процента вошедших студентов сразу становятся в очередь к библиотекарю, за Tr мин. получают ранее заказанные книги, затем идут работать в читальный зал на Rj часа;

С - Pr процентов читателей, не найдя в предложенном списке требуемых книг, уходят из библиотеки.

Т - Pr процентов читателей, после объяснения своих требований оператору, направляются в научно-технический отдел, где работают Tr минут.

У – 7 процентов всех читателей, уточнив свой запрос, идут в отдел спец. фонда, где работают Rj часа.

Ф – десятая часть всех вошедших читателей, не обращаясь за справкой к оператору ПК, направляется на Rj часа в отдел спец. фонда.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с методическими указаниями.

2. Составить полное и подробное описание конкретного объекта моделирования в соответствии с заданным вариантом и с учетом требований предыдущей работы.

3. Перевести все временные параметры в соответствии с выбранной ранее единицей модельного времени

4. Построить формализованную схему дополненного объекта моделирования.

5. Заполнить таблицу определений (элементы GPSS – интерпретация).

6. Разработать блок – схему и указать все параметры блоков.

7. Составить программу на языке GPSS.

8. Выписать результаты моделирования (статистические данные).

9. Провести анализ результатов моделирования и ответов на поставленные вопросы.

10. Оформить отчет по лабораторной работе.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1.Назначение и использование блоков ENTER, LEAVE, TRANSFER (безусловный, статистический, BOTH режимы).

2. Назначение и использование оператора STORAGE.

3. Задание к лабораторной работе с указанием всех исходных параметров, т.е. строка таблицы данной лабораторной работы, а также вопросы, соответствующие варианту.

4. Постановка задачи для конкретного объекта моделирования, сформулированная в соответствии с заданным вариантом. Составлять описание работы объекта моделирования необходимо в строгом соответствии с указанными параметрами: все дополнения к предыдущему описанию конкретно заданного объекта моделирования должны быть включены в соответствующие места текста по смыслу изложения задания.

5. Таблица пересчета всех значений параметров в соответствии с выбранной единицей модельного времени в предыдущей лабораторной работе.

6. Формализованная схема объекта моделирования.

7. Таблица определений (элементы GPSS – интерпретация).

8. Блок – схема модели.

9. Программа на языке GPSS.

10. Результаты моделирования (подробно все статистические данные).

11. Анализ статистических данных и ответы на указанные в варианте вопросы.

12. Внесение изменений в модель (если это необходимо), а также вновь полученные результаты при изменении определенных параметров.

13. Выводы о работе библиотеки и предложения по правильной организации её работы.

Вариант	Схема движения	Pr	Tr	Rr	Rj	Ur	Вопросы
		%	Мин	Час	Час	мест
1	А , Н	1	2 – 5	1,5 – 2,5	1 – 2		8 , 46
2	Б , Ж	7	30-40	0,25 – 1,5			7 , 39
3	С , З	5	20-35	0,5 – 3		7	40 , 16
4	Г , Л	2	1-11	0,5 – 2,5			3 , 27
5	Е , И	1		1,5 – 3			48 , 22
6	Д , М	6	1 – 6	3 – 3,5	0,5-2		4 , 14
7	К , Ф	8	0,25-5	2,5 – 3			31 , 28
8	О , Т	11	4 – 17	1,25 – 3		33	49 , 16
9	П , У	7	0.8 - 1	1 – 3,5		10	19 , 45
10	В , Р	20	20 –40	2 – 3	1 - 1,5	20	16 , 8
11	Ф , Б	8	18 – 33	1 – 2,5	0,5-1,5	5	21 , 23
12	Г , Д	3	2-4	0,5 – 2	3		34 , 5
13	П , Р	6	10 - 25	1,75 – 3	1 – 2,5		6 , 47
14	К , И	6	2 – 2.5	2,5 – 3		10	12 , 16
15	А , Ж	4	1 – 9	2 – 3,25			1 , 25
16	Б , З	6	15 - 35	0,75 – 3	0,2-2	6	27 ,18
17	М, П	7	30 - 45	1 – 2,5	0,1-1		9 , 24
18	С , Л	8	5 –10	2 – 2,75			44, 11
19	Н , Е	9		2,2 – 3,5	2,2-3,5		37 , 26
20	Р , У	2	0.5 – 2	0,25 - 1,5		45	2 , 32
21	П , Г	7	12 – 24	1 - 2,3	1-2,5		11,38
22	И , З	3	8 - 38	0,5 – 2,2	0,5-1,5		33,43
23	Ф , Ж	1		2.1 - 2.9	0,1 - 3		8,45
24	А , Д	7	27 - 39	1,1 – 3	1-2,3	8	20,29
25	О.С	9	30 - 90	0.75 - 2.5			49,47
26	У , Т	5	12 -60	1 – 3,3	2 – 3,2		38,2
27	К , Б	9	1 – 3,3	0,75 – 3			27 , 40
28	Е , Р	1	1 – 1,5	1.2 – 2.75	2,2- 3		50 , 24
29	Л , Н	6	23 - 43	2 – 3,5	2 – 3,5	5	39 , 19
30	В , М	4	25 – 95	0.4 - 2..4		40	16 , 4
31	П , Т	5	11 – 15	1,3 – 3,5	2 – 3		40, 36
32	Л , А	6	1,3 - 3	2.5 – 3.2			27 , 41
33	К , И	7	2 – 3,5	0.6 – 2.8			15 , 22
34	З , Ж			2.1 – 2.9	1,25-2		3 , 48
35	Б , Н	11	2 – 22	1,25 – 2.1	0,75-3	6	46 , 19
36	В , С	5	10 – 25	1,5 – 3	0,3 – 2	4	21 , 49
37	Г , К	4	10 - 15	1,5 - 3,25			48 , 22
38	Р , О	3	8 - 28	2,5 – 3,5	1 – 1,3		24 , 49
39	У , Ф	9		2 - 2,75	1,1 - 3		5 , 38
40	Б , С	10	20– 60	0.7 – 2..4			40 , 13
41	З , А	1	1,5 - 3	1..3 – 3.1	2,2 - 3		11 , 23
42	Д , К	0	1 – 8	0,3 – 2,5	0,5 - 2	12	42 , 10
43	П , Е	6	1,4 – 4	0,6 – 2,3	1,5 - 3		30 , 45
44	А , И	6	1,9 – 5	1,25 – 2,1			2 , 39
45	М , С	7	25 - 120	2.4 – 3.5	1,3 – 2,5	5	1 ,10
46	Ж, Р	12	1,25 – 4	1,2 – 3,3	1,3 – 3,1		3 , 25
47	Ф , Н	3	11 – 40	1,75 – 3,5	0,6 – 2,6	6	21 , 31
48	Д , У	4	25 – 90	2,4 – 3,2	1,7 – 2,3		34 , 19
49	Г , Б	1	2,,5 - 8	0,5 – 3,7			48 , 27
50	В , Л	1		0,8 – 2,75	0,8–2,45	24	16 , 32
51	К , Н	5	2 – 4,5	1.1 – 3,6			37 , 9
52	Ф , Р	9	2 – 3,25	2,6 – 3,25	2,25–3,2		33 , 3
53	А , К	3	2 – 9	1 - 2,25			16 , 27
54	В , С	7	2 – 9	0,5 – 2,2	0,3 – 2,5		28 , 34
55	Б , П	10	5 – 18	1,1 - 4	0,6 – 2,6	15	47 , 19
56	Г , Л	7	7 – 25	1,2 – 3,4	1,1 – 1,8		46 , 12
57	О , З			1,4 – 2,75	0,2 – 2,2	6	39 ,18
58	Е , Ж	22	1,25 – 3	0,8 – 3,5			50 , 1
59	М , И	3	20 – 60	0,3 – 2,6			22 , 48
60	Д , Ф	24	16 – 28	0,75 – 3,4	1,7 – 2,8		44 , 29
61	А , П	9	1,6 – 8,2	1,5 – 2,8	1,3 – 2,5	18	19 , 40
62	О , Г	17	5,5 – 15	1,3 – 2,3			17 , 49
63	Н , В	7	11 – 45	1,8 – 2,8	1,4 – 2,4		5 , 28
64	Т , Л	8	12 – 60	2,4 – 2,6			43 , 27
65	Ж ,К	2	2,5 – 2,9	1,75 – 3,1		7	17 , 50
66	Б , Ф	9	3,1– 4,,6	0,8 – 2,2	1,3 – 2,2		8 , 34
67	Д , У	3	28 - 45	0,6 – 2,6	0,5 – 1,8		23 , 40
68	Е , С	3	0,6 – 5,6	0,4 – 1,9	1,5 – 2,4	9	38 , 21
69	М , И	5	30 – 90	0,5 – 2,7			22 , 6
70	З , Р	20	1,3– 1,,8	1,8 – 3,1	1,3 – 1,9		5 , 43

13